정순문 DGIST 연구팀 "친환경 디스플레이 적용 가능"

유기형광색소가 자연적으로 확산된 미케노발광 샘플 제작 및 구조.<사진=DGIST 제공>
유기형광색소가 자연적으로 확산된 미케노발광 샘플 제작 및 구조.<사진=DGIST 제공>
사탕이 부서질때 발생하는 빛의 원리를 이용해 색을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.

DGIST(대구경북과학기술원·총장 신성철)는 정순문 나노·에너지융합연구부 선임연구원 연구팀이 사탕에서 빛이 발생하는 원리를 모사해 미케노발광 색 조절 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

연구팀은 윈터그린향이 포함된 사탕을 깨물거나 부술 때 청색의 미케노발광(Mechanoluminescence)이 발생하는 현상에 주목했다.

미케노발광은 재료에 기계적인 힘을 가해 빛을 발생시키는 발광 방법. 일반적으로 사탕을 구성하는 설탕 성분이 부서질 때 자외선 영역의 미케노발광이 발생하는 것으로 알려져 있다. 윈터그린향과 같은 천연식물성 오일이 포함된 사탕은 부서질 때 청색 빛이 발생한다.

연구팀은 이러한 현상을 연구에 접목해 단일 녹색 미케노발광 재료(ZnS, 황화아연)와 유기형광색소를 혼합해 기존 미케노발광 재료에서 나타나는 녹색빛은 흡수되고 붉은빛이 발생하도록 하는 색 조절 기술을 개발했다.

연구팀은 유기형광색소가 코팅된 기판에 기계적인 힘을 가하면 미케노발광 재료가 빛을 발생하는 발광층에서는 녹색빛이 발생하고, 유기형광색소가 고무에 분산된 색 변환층에서 녹색빛을 붉은빛으로 조절할 수 있게 된다는 사실을 확인했다. 또 단일 미케노발광 재료에 유기형광색소의 배합 비율을 달리하면 다양한 색을 효율적으로 변환할 수 있음도 증명됐다.

이번 연구성과는 재료과학 분야 세계적 권위의 국제학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)' 19일자 표지논문으로 게재됐다.

정순문 선임연구원은 "널리 사용되고 있는 유기형광색소와 미케노발광 재료를 접목해 다채로운 색을 구현할 수 있다는 사실을 발견한 것이 이번 연구의 핵심"이라며 "외부 전력 없이 빛을 발생하는 미케노발광 현상을 디스플레이, 조명, 센서 등에 응용할 수 있어 친환경 디스플레이 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

미케노발광의 특성.<사진=DGIST 제공>
미케노발광의 특성.<사진=DGIST 제공>
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